结构试验教学课件 本课程重点归纳 50页PPT文档
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《建筑结构试验》课件
试验内容
1 静载试验
详细介绍静载试验的目的、步骤和应用，以 及如何分析试验数据。
2 动载试验
解释动载试验的重要性和应用领域，如振动 试验和地震试验。
3 静力试验
阐述静力试验的原理和技术，以及如何进行 静力测试。
4 大型试验
介绍大型建筑结构试验的挑战和特点，以及 如何应对。
试验过程与操作
1
试验中的操作流程
建筑结构试验
本课程简要介绍建筑结构试验的概述和意义，以及试验方法与设备。还包括 试验内容、过程与操作，结论与应用，典型案例分析，以及对建筑结构试验 的研究前景与发展趋势的探讨。
试验方法与设备
试验方法的分类
介绍建筑结构试验的不同方法分类，例如静载 试验、动载试验、静力试验和大型试验。
常用的试验设备
探讨建筑结构试验中常用的设备和工具，包括 传感器、试验台、负载系统等。
应用领域
探讨建筑结构试验在工程实践中的广泛应用，如建筑设计、结构改进和安全评估。
典型案例分析
Байду номын сангаас
现代建筑中的结构试验
分析现代建筑中常见的结构试验案例，探讨结构改 进和性能优化。
建筑结构失效分析与故障排除
研究建筑结构失效案例，分析失效原因并提出故障 排除方法。
结语
展望建筑结构试验的研究前景与发展趋势，鼓励更多的工程师和研究人员加 入这一领域的探索。 谢谢观看！
2
详细描述建筑结构试验的操作流程，包
括数据记录、加载控制和试验条件控制。
3
试验前的准备工作
列举建筑结构试验前需要进行的准备工 作，如设备检查、资源准备和安全措施。
试验后的数据分析和处理
介绍建筑结构试验后如何分析和处理试 验数据，以提取有用的信息和结论。
很全的结构试验PPT课件
吊车梁的疲劳强度与疲劳寿命问题； 多层厂房由于机器设备上楼后产生的振动影响； 高层建筑和高耸构筑物在风荷载作用下的动力问题； 结构抗爆炸、抗冲击问题; 抗震动力试验采用电液伺服加载设备或地震模拟振动台
动力试验的特点：由于荷载特性不同，动力试验的加载设备
和测试手段与静力试验有很大的差别，而
且要比静力试.验复杂得多。
▪ (1). 结构静力单调加载试验：
▪ 结构加载过程从零开始逐步递增一直到结构破 坏。即在一个不长的时间内试验加载全过程。
▪ ⑵．结构低周反复静力加载试验：
▪ 也称伪静力试验，是以静力的方式模拟地震作用的 试验，它是一种控制荷载或控制变形的周期性反复 静力试验。
.
27
.
28
工程材料
.
29
.
30
▪ 建筑结构试验研究对象：建设工程的结构物
▪ 建筑结构试验的任务：
在试验研究对象上应用科学的试验组织程序，使用仪 器设备为工具，利用各种实验为手段，在荷载或其它因 素作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数， 从强度、 刚度和抗裂度以及结构实际破坏形态来判明结 构的实际工作性能，估计结构的承载能力 确定结构对使 用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。
.
13
（2）结构试验是发现结构设计问题的主要手段
①斜撑几乎不起作用；②斜撑交点首先出现塑性角而破坏。
.
14
▪ 通过多次改进：
▪ 有如一些特殊结构的研究，需要做大量的结 构试验，如混凝土-复合结构：钢管混凝土结 构，钢筋混凝土-钢，笼式结构等。
.
15
（3）结构试验是验证结构理论的唯一方法
▪ 如爱因斯坦的相对论 ▪ 如歌德巴赫猜想 ▪ 负物质理论等各种科学猜想和预言
动力试验的特点：由于荷载特性不同，动力试验的加载设备
和测试手段与静力试验有很大的差别，而
且要比静力试.验复杂得多。
▪ (1). 结构静力单调加载试验：
▪ 结构加载过程从零开始逐步递增一直到结构破 坏。即在一个不长的时间内试验加载全过程。
▪ ⑵．结构低周反复静力加载试验：
▪ 也称伪静力试验，是以静力的方式模拟地震作用的 试验，它是一种控制荷载或控制变形的周期性反复 静力试验。
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工程材料
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30
▪ 建筑结构试验研究对象：建设工程的结构物
▪ 建筑结构试验的任务：
在试验研究对象上应用科学的试验组织程序，使用仪 器设备为工具，利用各种实验为手段，在荷载或其它因 素作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数， 从强度、 刚度和抗裂度以及结构实际破坏形态来判明结 构的实际工作性能，估计结构的承载能力 确定结构对使 用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。
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（2）结构试验是发现结构设计问题的主要手段
①斜撑几乎不起作用；②斜撑交点首先出现塑性角而破坏。
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▪ 通过多次改进：
▪ 有如一些特殊结构的研究，需要做大量的结 构试验，如混凝土-复合结构：钢管混凝土结 构，钢筋混凝土-钢，笼式结构等。
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（3）结构试验是验证结构理论的唯一方法
▪ 如爱因斯坦的相对论 ▪ 如歌德巴赫猜想 ▪ 负物质理论等各种科学猜想和预言
《结构试验图文并茂》课件
总结和问题解答
总结本课程的要点，并回答学员提出的问题，加深对结构试验的理解和应用。
试验室设备和材料
介绍结构试验室常用的设备和材料，包括负荷框架、传感器、试件材料等。
试验步骤和数据采集
详细说明结构试验的步骤和数据采集方法，包括试验前的准备、测量技术、数据记录等。
数据分析处理和结果展示
介绍结构试验数据的分析处理方法，并展示结果的方式，如图表、统计数据 等。
案例分析
通过实际案例，展示结构试验的应用领域和成果，并分析其中的关键问题和 解决方法。
《结构试验图文并茂 PPT课件
本课件将帮助您了解结构试验的基本原理、试验室设备和材料、试验步骤和 数据采集、数据分析处理和结果展示、案例分析，以及总结和问题解答。
课程介绍
本节将介绍本课程的目标和内容，让您了解结构试验的重要性，并为后续章 节做好准备。
试验的基本原理
本节将解释结构试验的基本原理，包括受力分析、载荷应力曲线等关键概念。
结构试验设计原理-PPT课件
PPIS循环内容及其关系
PPIS循环特点示意图
（1）连续性。（2）有序性。（3）层次性。（4）嵌套性。 （5）广泛性。（6）关键性。（7）重复性。（8）进步性。
二、 结构试验设计的基本原则
1、真实模拟结构所处的环境和结构所受到的荷载 2、消除次要因素影响 3、将结构反应视为随机变量 4、合理选择试验参数 5、统一测试方法和评价标准 6、降低试验成本和提高试验效率 忠实而灵活；抓主要矛盾；未知世界；量力而行、 符合实际；注重交流；少花钱多办事
⑵注意结构试验荷载的加载位置（作用位置）
2、消除次要因素的影响
影响结构受力性能的因素有很多，一次试 验很难同时确定各因素的影响程度。此外 各种因素中，有的是主要因素，有的是次 要因素。通常，试验目的中应明确包含的 需要研究或需要验证的主要因素。试验设 计时，应进行仔细分析，消除次要因素的 影响。
第二章 结构试验设计原理
一、结构试验设计概述
二、结构试验设计的基本原则 三、测试技术基本原理
一、 结构试验设计概述
结构试验一般可分如下几个阶段： （一）试验规划与设计（计划阶段P） （二）试验技术准备(准备阶段P) （三）试验实施过程（实施阶段I） （四）试验数据分析与总结（总结阶段S）
(一)、试验规划与设计 结构试验规划与设计是整个结构试验中 极为重要的并且带有全局性的一项工作。它 的主要内容是对所要进行的结构试验工作进 行全面的设计与规划，从而使设计的计划与 试验大纲能对整个试验起着统管全局和具体 指导的作用。 进行结构试验的总体设计时，首先应该 反复研究试验的目的，充分了解本项试验研 究或生产鉴定的任务要求。
(一) 结构试验规划与设计: 试验大纲的内容：试验任务分析,试件设计,试 验装置与加载方案设计,观测方案设计,试验中 止条件和安全措施
结构试验教学课件 本课程重点归纳
2020/4/25
20
三、结构试验加载方法与设备
4. 荷载支承装置
试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构受力和边界条
件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。
支座 铰支座要求： 1、保证试件在支座处能自由转动。 2、保证试件在支座处可将力良好传 递。 3、试件支座处铰的上线垫板要有一 定得刚度。
b.制订结构设计规范和标准。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(1) 原型试验
原型试验的试验对象是实际结构或是按实 物结构足尺复制的结构或构件。
对于实际结构试验一般均用于生产鉴定性 试验。例如核电站安全壳加压整体性的试 验，工业厂房结构的刚度试验、楼盖承载 能力试验以及桥梁在移动荷载下的动力特 性试验等均在实际结构上加载量测
模型是仿照原型（真实结构）并按照一定 比例关系复制而成的试验代表物，它具有 实际结构的全部或部分特征。设计制作及 试验是根据相似理论，用适当的比例和相 似材料制成与原型几何相似的试验对象， 在模型上施加相似力系（或称比例荷载） ，使模型受力后重演原型结构的实际工作 ，最后按照相似理论由模型试验结果推算 实际结构的工作。目前在试验室内进行的 大量结构试验均属于这一类。
直接作用分类
结构试验除极少数是在实际荷载下实测外，绝大多数是在模拟荷载条件下进 行的。
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三、结构试验加载方法与设备
1. 概述
1.2 加载要求 在选择试验荷载和加载方法时，应满足下列几点要求： (1)选用试验荷载的图式应与结构设计计算的荷载图式所产生的内力值相一致
《建筑结构试验》课件
建筑结构试验
结构试验在我国的发展历史：
./ 解放前，结构试验在我国几乎是空白； ./ 1953年，长春市25.3m输电塔原型检验性试验； ./ 1957年，武汉长江大桥静载和动载试验； ./ 1959年，北京火车站35m×35m双曲薄壳静力试验； ./ 70年代后，上海体育馆、南京五台山体育馆网架模型 试验； ./ 1977年，“建筑结构测试技术的研究”八年规划； ./ 上世纪80年代以来，随着大型高精度试验装置和数采 系统的应用，标志着我国结构试验达到一个新水平。
建筑结构试验
静力试验与动力试验：
./ 静力试验 ♦ 单调静力试验、低周反复静力试验等 ♦ 优点：加载设备简单，试验观测方便 ♦ 缺点：不能反映结构动力性能 ./ 动力试验 ♦ 振动台试验、疲劳试验、风载试验等 ♦ 优点：能真实反映结构的动力特性和动力响应 ♦ 缺点：加载设备和测试手段复杂
建筑结构试验
建筑结构试验
第三章 结构试验的荷载设备
建筑结构试验
结构试验中的加载方法：
./ 重力加载法； ./ 液压加载法； ./ 惯性力加载法； ./ 机械力加载法；
./ 气压加载法； ./ 电磁加载法； ./ 人激振动加载法； ./ 环境随机振动激振法。
建筑结构试验
重力加载法：
./ 包括重力直接加载法和杠杆加载法。 直接加载法 应注意避免因荷重 块产生拱作用而改 变荷载分布。 杠杆加载法 结构变形后荷载不 改变，但无法自行 卸载。
建筑结构试验
重力加载法：
预应力钢－混凝土组合梁长期荷载试验
建筑结构试验
液压加载法：
./ 目前结构试验中最常用的加载方法； ./ 可适用于静、动载试验，吨位可大、可小； ./ 液压加载方法 ♦ 液压加载系统和试验台座； ♦ 结构试验机系统。 ./ 液压加载装置
《建筑结构试验》课件
强化质量控制
建立完善的质量控制体系，确保试验结果的准 确性和可靠性。
加强培训与认证
加强试验人员的培训和认证，提高试验人员的专业素质和技术水平。
THANKS
感谢观看
详细描述
该试验通过制作结构模型，模拟大跨 度结构的实际工作状态，以评估其承 载能力和稳定性。试验中需对模型的 各个部位进行详细监测，并记录数据 ，以便进行后续分析。
某历史建筑的足尺试验
要点一
总结词
对历史建筑进行足尺试验，评估其结构和材料的性能。
要点二
详细描述
该试验通过对历史建筑进行足尺试验，评估其结构和材料 的性能。试验中需对建筑物的各个部位进行详细监测，并 记录数据，以便进行后续分析。同时，该试验还需考虑如 何保护历史建筑的原貌和完整性。
提高试验精度与效率的方法与途径
优化试验设计
通过科学的试验设计，减少试验误差，提高试验精度 。
引入自动化设备
利用自动化设备进行数据采集和处理，提高试验效率 。
强化数据处理与分析
采用先进的数据处理与分析方法，提高试验结果的准 确性和可靠性。
建筑结构试验的标准化与规范化
制定统一的试验标准
建立统一的建筑结构试验标准，规范试验方法 和流程。
传感器的精度和稳定性对试验结果的影响较大，因此应 选择性能优良的传感器。
传感器的种类繁多，如应变传感器、加速度传感器、位 移传感器等，根据试验需求选择合适的传感器。
传感器的安装和调试应由专业技术人员进行，以确保试 验数据的准确性和可靠性。
数据采集系统
数据采集系统是用于实时 采集、存储和处理试验数 据的设备。
振动台是用于模拟地震或其他 振动作用的设备，在建筑结构
试验中广泛应用。
《建筑结构试验》课件
建筑结构试验是科技进步的重要手段 ，通过试验可以推动建筑技术的创新 和发展。
建筑结构试验的分类
按试验对象分类
可分为整体结构试验和模型试验 。整体结构试验是对实际结构进 行的试验，模型试验则是对缩尺
模型进行的试验。
按试验场地分类
可分为现场试验和实验室试验。现 场试验是在实际工程现场进行的试 验，实验室试验是在实验室环境下 进行的试验。
《建筑结构试验》ppt 课件
目录
• 建筑结构试验概述 • 建筑结构试验的常用方法 • 建筑结构试验的设计与准备 • 建筑结构试验的过程与操作 • 建筑结构试验的案例分析 • 建筑结构试验的未来发展与挑战
01
建筑结构试验概述
定义与目的
定义
建筑结构试验是通过对实际结构 或模型进行加载，以测试结构的 性能和承载能力的试验。
案例三：模型的抗震性能试验
总结词
测试建筑模型在地震作用下的抗震性能
详细描述
通过模型抗震性能试验，模拟建筑物在实际地震作用下的反应，评估其抗震性能 和结构安全性，为建筑物的抗震设计提供依据。
06
建筑结构试验的未来发 展与挑战
新技术与新方法的研发
自动化与智能化技
术
研发自动化、智能化的试验设备 和方法，提高试验效率，减少人 为误差。
03
建立数据库与共享 平台
建立建筑结构试验数据库和共享 平台，促进试验数据的共享、交 流与利用。
THANKS
感谢观看
模型试验的优点是能够在短时间内对大量结构进行测试 ，有助于发现结构的潜在问题。
伪静力试验
伪静力试验是一种将动力试验 与静力试验相结合的测试方法
。
伪静力试验的主要目的是同时 测定结构的静力和动力性能。
建筑结构试验-PPT文档资料
拾振器 撞击 结 构 物 位移传感器 放大器
桥 盒
动态电阻 应变仪
光线 示波器
自由振动衰减量测系统
有阻尼自由振动的运动方程：
t x ( t ) x e sin( t ) m
时 间自 历由 程振 曲动 线
n n 1 ln T ； ln ； n1 T n1 —衰减系数； —阻尼比。
建筑结构试验
土木工程实验室
◆结构动Biblioteka 特性的测定试验四 结构动力特性的测定
一、振源动力特性检测
1、主振源探测 逐台开动法 波形分析法 2、振源动力特性测试 直接测定法； 间接测定法。
各种振源的振动记录图
工程实例
钢筋砼框架简图
实测框架振动记录图
动力特性测定
二、结构动力特性检测
动力特性参数：自振频率、振型和阻尼系数 1、自由振动法（撞击荷载法）
0
用共振法测建筑物振型
3、脉动法
脉动法：是通过测量建筑物由于外界环 境脉动（如地面脉动、气流脉动等）而产生 的微幅振动，来确定建筑物的动力特性。 方法有： 主谐量法； 统计法； 频谱分析法； 功率谱分析法。
1 ln n 2 n 1
自振频率：即基本周期的倒数。
2、共振法（振动荷载法）
拾振器 功率 放大器
激振器
放大器
试
件 频率仪
放大器
放大器 放大器
记录仪 相位计
信号 发生器
共振法测量原理框图
参数测定
共振时的 振动图形和共振曲线 衰减系数：
1 2
2
由共振曲线 求阻尼系数和阻尼比 阻尼比：
桥 盒
动态电阻 应变仪
光线 示波器
自由振动衰减量测系统
有阻尼自由振动的运动方程：
t x ( t ) x e sin( t ) m
时 间自 历由 程振 曲动 线
n n 1 ln T ； ln ； n1 T n1 —衰减系数； —阻尼比。
建筑结构试验
土木工程实验室
◆结构动Biblioteka 特性的测定试验四 结构动力特性的测定
一、振源动力特性检测
1、主振源探测 逐台开动法 波形分析法 2、振源动力特性测试 直接测定法； 间接测定法。
各种振源的振动记录图
工程实例
钢筋砼框架简图
实测框架振动记录图
动力特性测定
二、结构动力特性检测
动力特性参数：自振频率、振型和阻尼系数 1、自由振动法（撞击荷载法）
0
用共振法测建筑物振型
3、脉动法
脉动法：是通过测量建筑物由于外界环 境脉动（如地面脉动、气流脉动等）而产生 的微幅振动，来确定建筑物的动力特性。 方法有： 主谐量法； 统计法； 频谱分析法； 功率谱分析法。
1 ln n 2 n 1
自振频率：即基本周期的倒数。
2、共振法（振动荷载法）
拾振器 功率 放大器
激振器
放大器
试
件 频率仪
放大器
放大器 放大器
记录仪 相位计
信号 发生器
共振法测量原理框图
参数测定
共振时的 振动图形和共振曲线 衰减系数：
1 2
2
由共振曲线 求阻尼系数和阻尼比 阻尼比：
结构试验PPT第4章结构试验测试技术
利用重物负荷表示压力大小， 通过读取负荷重量获取压力值 。
电测式压力计
利用压力传感器将压力转换为电信 号输出，再通过测量电路将电信号 转换为标准信号进行显示和记录。
PART 03
动态测试技术
动态应变测量原理及方法
01
应变片测量法
利用应变片将结构应变转换为电 阻变化，通过测量电路得到应变 值。
02
经过抗震性能评估，建筑结构在地震 作用下表现出良好的抗震性能，各项 指标均符合规范要求。
航空航天器结构强度校核案例分析
案例背景
测试方法
某新型航空航天器，为确保其结构强 度满足设计要求，进行结构强度校核 。
采用有限元分析和试验验证相结合的 方法，对航空航天器结构进行强度校 核。有限元分析可以对航空航天器结 构进行精细化建模和分析，预测结构 在荷载作用下的应力分布和变形情况 ；试验验证则可以通过对实际结构进 行加载试验，观察结构的破坏形态和 承载能力。
数据处理基本方法
时域分析、频域分析、相关分析、回归分析等。
应用软件介绍
MATLAB、LabVIEW、SPSS等数据处理软件，具有强大的数据处理和分析功能 ，可实现数据可视化、信号处理、统计分析等。
数据采集与处理系统性能指标评价
静态性能指标
分辨率、精度、线性度等。
动态性能指标
带宽、采样频率、抗干扰能力等。
雷达测距法
利用雷达测距原理，将结 构位移转换为电磁波的传 播时间差进行测量。
动态压力测量原理及方法
压电式压力传感器测量法
利用压电材料的压电效应，将压力转换为电荷 输出，通过测量电路得到压力值。
光纤压力传感器测量法
利用光纤的光学性质受压力影响而发生变化的 特点，实现对压力的测量。
电测式压力计
利用压力传感器将压力转换为电信 号输出，再通过测量电路将电信号 转换为标准信号进行显示和记录。
PART 03
动态测试技术
动态应变测量原理及方法
01
应变片测量法
利用应变片将结构应变转换为电 阻变化，通过测量电路得到应变 值。
02
经过抗震性能评估，建筑结构在地震 作用下表现出良好的抗震性能，各项 指标均符合规范要求。
航空航天器结构强度校核案例分析
案例背景
测试方法
某新型航空航天器，为确保其结构强 度满足设计要求，进行结构强度校核 。
采用有限元分析和试验验证相结合的 方法，对航空航天器结构进行强度校 核。有限元分析可以对航空航天器结 构进行精细化建模和分析，预测结构 在荷载作用下的应力分布和变形情况 ；试验验证则可以通过对实际结构进 行加载试验，观察结构的破坏形态和 承载能力。
数据处理基本方法
时域分析、频域分析、相关分析、回归分析等。
应用软件介绍
MATLAB、LabVIEW、SPSS等数据处理软件，具有强大的数据处理和分析功能 ，可实现数据可视化、信号处理、统计分析等。
数据采集与处理系统性能指标评价
静态性能指标
分辨率、精度、线性度等。
动态性能指标
带宽、采样频率、抗干扰能力等。
雷达测距法
利用雷达测距原理，将结 构位移转换为电磁波的传 播时间差进行测量。
动态压力测量原理及方法
压电式压力传感器测量法
利用压电材料的压电效应，将压力转换为电荷 输出，通过测量电路得到压力值。
光纤压力传感器测量法
利用光纤的光学性质受压力影响而发生变化的 特点，实现对压力的测量。
工程结构试验课件
第3页，共21页。
第一章 工程结构试验概论
这门课讲的主要内容是什么？ • 是：如何进行土木工程结构的试验。 • 若要使试验结果能反映实际状况，试验对象必须和实际结构一样，承
受相同的荷载、具有相同的边界条件等；
• 要使试验数据能进行比对，必须遵照相同的试验规程； • 如何开展试验？如何正确地施加荷载？如何选择仪器设备？如何量取试
单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的 状态目标，研究结构受力性能的试验。
第13页，共21页。
➢拟静力试验也称低周期反复荷载试验或伪静力试验。它是利用加载系统
对结构施加逐渐增大的反复作用荷载或交替变化的位移，使结构或构件 受力的历程与结构在地震作用下的受力历程基本相似，属于结构抗震试
第21页，共21页。
动力试验的内容包括：
➢动荷载的特性试验；
➢结构的动力特性试验； ➢结构在动荷载作用下的动力反应试验。其中：
第14页，共21页。
1、动荷载的特性试验包括：
➢ 动荷载的特性包括作用力的大小、方向、频率及其作用规律等
➢量测内容：动荷载自身参数和主振源的测定试验；
2、结构动力特性试验包括：
➢ 结构的自振频率、阻尼比、振型等参数。这些参数取决于结构的形式、
3、结构的动力反应试验
测定结构在实际工作（或荷载作用）时的振动参数(振幅、频率等)及性状； ➢ 模拟地震振动台试验 • 对振动台输入各种形式地震波后，量测台上结构模型的反应和地震震 害发生的过程；
• 有助于力学计算模型的建立；
➢ 风洞试验（模拟风力试验） 量测模拟建筑周围气流对结构的作用
➢ 疲劳试验 了解在重复荷载作用下结构的性能及变化规律
并对检验结果作出技术结论；
第一章 工程结构试验概论
这门课讲的主要内容是什么？ • 是：如何进行土木工程结构的试验。 • 若要使试验结果能反映实际状况，试验对象必须和实际结构一样，承
受相同的荷载、具有相同的边界条件等；
• 要使试验数据能进行比对，必须遵照相同的试验规程； • 如何开展试验？如何正确地施加荷载？如何选择仪器设备？如何量取试
单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的 状态目标，研究结构受力性能的试验。
第13页，共21页。
➢拟静力试验也称低周期反复荷载试验或伪静力试验。它是利用加载系统
对结构施加逐渐增大的反复作用荷载或交替变化的位移，使结构或构件 受力的历程与结构在地震作用下的受力历程基本相似，属于结构抗震试
第21页，共21页。
动力试验的内容包括：
➢动荷载的特性试验；
➢结构的动力特性试验； ➢结构在动荷载作用下的动力反应试验。其中：
第14页，共21页。
1、动荷载的特性试验包括：
➢ 动荷载的特性包括作用力的大小、方向、频率及其作用规律等
➢量测内容：动荷载自身参数和主振源的测定试验；
2、结构动力特性试验包括：
➢ 结构的自振频率、阻尼比、振型等参数。这些参数取决于结构的形式、
3、结构的动力反应试验
测定结构在实际工作（或荷载作用）时的振动参数(振幅、频率等)及性状； ➢ 模拟地震振动台试验 • 对振动台输入各种形式地震波后，量测台上结构模型的反应和地震震 害发生的过程；
• 有助于力学计算模型的建立；
➢ 风洞试验（模拟风力试验） 量测模拟建筑周围气流对结构的作用
➢ 疲劳试验 了解在重复荷载作用下结构的性能及变化规律
并对检验结果作出技术结论；
《结构试验》教学课件：第二章 结构试验基本原理
2.3.1 传感器技术 传感器是一种转换器件，它能把物理量或化学量转换为可以观 测、记录并加以利用的信号。 国际电工技术技术委员会对传感器的定义：传感器是测量系统 的一种前置部件，它将输入变量转换为可供测量的信号。
2.3.2 试验结果的测量 为确定试验结构的反应量值而进行的过程称为测量，分为直接 测量和间接测量。
School of Urban Construction and Management
2020/8/13
1
2.1 结构试验的一般程序
2020/8/13
2
2.1 结构试验的一般程序
2.1.1 结构试验设计
结构试验设计时整个结构试验与测试技术中极为重要且具有全 局性的一项工作。它的主要内容是对所要进行饿结构试验工作 进行全面的设计与规划，从而使设计的计划于试验大纲对整个 试验起到通观全局和具体指导的作用
研究性结构试验：荷载由研究目的决定
注意：实验室内进行试验时，实验装置的设计应注意模拟边界 条件。
2020/8/13
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2.2 结构试验设计的基本原则
2.2.2 消除次要因素影响
影响结构受力性能的因素有很多，一次试验很难同时确定所有 因素的影响程度。各影响因素中，有的是主要因素，有的是次 要因素。需要研究或验证的因素是主要因素。试验设计时应尽 可能消除次要因素影响。
反复研究实验目的 充分了解任务要求 收集相关资料，包括已有的理论假定、试验极其方法
根据以上工作的基础，确定试验的性质与规模。 试验件的制作、加载测量方法等不可孤立考虑，必须相互联系 综合考ຫໍສະໝຸດ 。2020/8/133
2.1 结构试验的一般程序
科研性试验
1. 收集资料，确定目的和任务 2. 确定规模和性质 3. 试件设计与制作 4. 确定加载方法 5. 选定测量项目于方法 6. 进行设备和仪表的率定 7. 试件性能试验 8. 制订试验安全防范措施 9. 制订计划 10. 正式试验 11. 结果分析
2.3.2 试验结果的测量 为确定试验结构的反应量值而进行的过程称为测量，分为直接 测量和间接测量。
School of Urban Construction and Management
2020/8/13
1
2.1 结构试验的一般程序
2020/8/13
2
2.1 结构试验的一般程序
2.1.1 结构试验设计
结构试验设计时整个结构试验与测试技术中极为重要且具有全 局性的一项工作。它的主要内容是对所要进行饿结构试验工作 进行全面的设计与规划，从而使设计的计划于试验大纲对整个 试验起到通观全局和具体指导的作用
研究性结构试验：荷载由研究目的决定
注意：实验室内进行试验时，实验装置的设计应注意模拟边界 条件。
2020/8/13
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2.2 结构试验设计的基本原则
2.2.2 消除次要因素影响
影响结构受力性能的因素有很多，一次试验很难同时确定所有 因素的影响程度。各影响因素中，有的是主要因素，有的是次 要因素。需要研究或验证的因素是主要因素。试验设计时应尽 可能消除次要因素影响。
反复研究实验目的 充分了解任务要求 收集相关资料，包括已有的理论假定、试验极其方法
根据以上工作的基础，确定试验的性质与规模。 试验件的制作、加载测量方法等不可孤立考虑，必须相互联系 综合考ຫໍສະໝຸດ 。2020/8/133
2.1 结构试验的一般程序
科研性试验
1. 收集资料，确定目的和任务 2. 确定规模和性质 3. 试件设计与制作 4. 确定加载方法 5. 选定测量项目于方法 6. 进行设备和仪表的率定 7. 试件性能试验 8. 制订试验安全防范措施 9. 制订计划 10. 正式试验 11. 结果分析
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School of Urban Construction and
2019/9/7
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一、绪论 二、结构试验的基本原理 三、结构试验加载方法与设备 四、结构试验测量技术 五、工程结构静载试验 六、结构动力试验 七、超声法检测混凝土缺陷 八、回弹法检测混凝土抗压强度 九、建筑钢材的检测与应用
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三、结构试验加载方法与设备
4. 荷载支承装置
试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构受力和边界条
件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。
支座 铰支座要求： 1、保证试件在支座处能自由转动。 2、保证试件在支座处可将力良好传 递。 3、试件支座处铰的上线垫板要有一 定得刚度。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(2)模型试验
由于进行原型结构试验投资大、周期长、 测量精度受环境因素等影响，在经济上或 技术上存在一定困难。因此，人们在结构 设计的方案阶段进行初步探索比较或对设 计理论和计算方法进行科学研究时，可以 采用按原型结构缩小的模型进行试验。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(2) 现场试验
与室内试验相比由于客观环境条件的影响 ，使用高精度的仪器设备来进行观测受到 了一定的限制，相对来看，进行试验的方 法也比较简单，所以试验精度和准确度较 差。
2
一、绪论
1. 结构试验的任务
土木工程结构试验的任务是以土木工程结构为研究对象，通过加载技术对研 究对象施加各种作用，借助测试技术对结构物受作用后的性能进行观测。通 过对测量数据的分析，如变形、应变、温度、振幅、频率、裂缝宽度等，从 强度（稳定）、刚度、抗裂性以及结构实际破坏形态来判明结构的实际工作 性能，评估结构的承载能力，确定结构对使用要求的符合程度。通过结构实 验检验并发展结构计算理论。
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三、结构试验加载方法与设备
2. 静力加载方法
2.1 重力加载 2.1.1 重力直接加载法 2.1.2 杠杆加载法
2.2 机械机具加载
2.3 液压加载
2.4 气压加载
※本节具体内容参看教材
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三、结构试验加载方法与设备
3. 动力加载方法
3.1 冲击力加载 3.1.1 初位移加载法 3.1.2 初速度加载法
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(1)静力试验
静力试验是结构试验中最大量最常见的基 本试验，因为大部分建筑结构在工作时所 承受的是静力荷载，一般可以通过重力或 各种类型的加载设备来实现和满足加载要 求。静力试验的加载过程是从零开始逐步 递增一直到结构破坏为止，也就是在一个 不长的时间段内完成试验加载的全过程， 我们称它为结构静力单调加载试验。
3.2 离心力加载（了解）
※本节具体内容参看教材
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三、结构试验加载方法与设备
4. 荷载支承装置
试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构受力和边界条
件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。
支座 结构试验中的支座是支承结构、正 确传递作用力和模拟实际荷载图式 的设备，通常由支座和支墩组成。 支座按作用方式不同有滚动铰支座 、固定铰支座、球铰支座和刀口支 座（固定铰支座的一种特定形式） 几种。
b.制订结构设计规范和标准。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(1) 原型试验
原型试验的试验对象是实际结构或是按实 物结构足尺复制的结构或构件。
对于实际结构试验一般均用于生产鉴定性 试验。例如核电站安全壳加压整体性的试 验，工业厂房结构的刚度试验、楼盖承载 能力试验以及桥梁在移动荷载下的动力特 性试验等均在实际结构上加载量测
现场试验多数用以解决生产鉴定性的问题 ，所以试验是在生产和施工现场进行的， 有时研究或检验的对象就是已经使用或将 要使用的结构物，它可以获得近乎完全实 际工作状态下的数据资料。
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二、结构试验的基本原理
1. 结构试验设计基本原则
1.1 真实模拟结构所处的环境和结构所受到的荷载 1.2 消除次要因素影响 1.3 将结构反应视为随机变量 1.4 合理选择试验参数 1.5 统一测试方法和评价标准 1.6 降低试验成本和提高试验效率
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(2)长期荷载试验
对于研究结构在长期荷载作用下的性能， 如混凝土结构的徐变，预应力结构中钢筋 的松弛，钢筋混凝土受弯构件裂缝的开展 与刚度退化等就必须要进行静力荷载的长 期试验。这种长期荷载试验也可称为持久 试验，它将连续进行几个月或甚至于数年 ，通过试验以获得结构的变形随时间变化 的规律
由于可以获得良好的工作条件，可以应用 精密和灵敏的仪器设备进行试验，具有较 高的准确度。甚至可以人为的创造一个适 宜的工作环境，以减少或消除各种不利因 素对试验的影响，所以适宜于进行研究性 试验。
这样有可能突出研究的主要方面，而消除 一些对试验结构实际工作有影响的次要因 素。
这种试验可以在原型结构上进行，也可以 采用模型试验，并可以将结构一直试验到 破坏。尤其近年来发展足尺结构的整体试 验，大型试验室为之提供了比较理想的条 件。
静力试验的最大优点是加载设备相对来说 比较简单，荷载可以逐步施加，还可以停 下来仔细观测结构变形的发展，给人们以 最明确和清晰的破坏概念。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(2)动力试验
对于那些在实际工作中主要承受动力作用 的结构或构件，为了了解结构在动力荷载 作用下的工作性能，一般要进行结构动力 试验，通过动力加载设备直接对结构构件 施加动力荷载。
随加载时间、外界环境和结构的变形而变化； (3)荷载分级的分度值要满足试验量测的精度要求，加载设备要有足够的强度
储备； (4)加载装置本身要安全可靠，不仅要满足强度要求，还必须按变形条件来控
制加载装置的设计，即尚必须满足刚度要求。防止对试件产生卸荷作用 而减轻了结构实际承担的荷载； (5)加载设备必须操作方便，便于加载和卸载，并能控制加载速度，又能适应 同步加载或先后加载的不同要求。 (6)加载设备要力求采用现代化先进技术，减轻劳动强度，提高检测质量。
测量方法 直接测量法
用一个事先按标准量分度的测量仪表对某一被测量进行直接测定，从而 得出该量的数值。是工程结构试验中应用最广泛的一种方法。
间测量法
不直接测量待测量，而是对于待求量有确切函数关系的其他物理量进行 测量，然后通过函数关系求得待求量。
偏位测定法（接触式位移计） 零位测定法（天平秤）
b.对已建结构进行可靠性检验，以推断和 估计结构剩余寿命。
c.工程改建和加固，通过试验来判断具体 结构的实际承载能力。
d.处理受灾结构和工程质量事故，通过试 验鉴定提供技术依据。
e.鉴定预制构件的产品质量。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(1) 生产鉴定性试验
具有直接的生产目的。以实际建筑物或 结构构件为试验鉴定对象，经过试验对具 体结构构件作出正确的技术结论
这类试验常用来解决一下有关问题：
a.综合鉴定重要工程和建筑的设计与施工 质量。
直接作用分类
结构试验除极少数是在实际荷载下实测外，绝大多数是在模拟荷载条件下进 行的。
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三、结构试验加载方法与设备
1. 概述
1.2 加载要求 在选择试验荷载和加载方法时，应满足下列几点要求： (1)选用试验荷载的图式应与结构设计计算的荷载图式所产生的内力值相一致
或基本接近； (2)荷载传力方式和作用点明确，产生的荷载数值稳定，特别是静力荷载要不
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(1)短期荷载试验
限于试验条件、时间和基于解决问题的步 骤，我们不得不大量采用短期荷载试验， 即荷载从零开始施加到最后结构破坏或到 某阶段进行卸荷的时间总和只有几十分钟 ，几小时或者几天。
结构的疲劳试验，则整个加载过程也仅在 几天内完成，与实际工作有一定差别。
模型是仿照原型（真实结构）并按照一定 比例关系复制而成的试验代表物，它具有 实际结构的全部或部分特征。设计制作及 试验是根据相似理论，用适当的比例和相 似材料制成与原型几何相似的试验对象， 在模型上施加相似力系（或称比例荷载） ，使模型受力后重演原型结构的实际工作 ，最后按照相似理论由模型试验结果推算 实际结构的工作。目前在试验室内进行的 大量结构试验均属于这一类。
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一、绪论 二、结构试验的基本原理 三、结构试验加载方法与设备 四、结构试验测量技术 五、工程结构静载试验 六、结构动力试验 七、超声法检测混凝土缺陷 八、回弹法检测混凝土抗压强度 九、建筑钢材的检测与应用
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三、结构试验加载方法与设备
4. 荷载支承装置
试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构受力和边界条
件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。
支座 铰支座要求： 1、保证试件在支座处能自由转动。 2、保证试件在支座处可将力良好传 递。 3、试件支座处铰的上线垫板要有一 定得刚度。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(2)模型试验
由于进行原型结构试验投资大、周期长、 测量精度受环境因素等影响，在经济上或 技术上存在一定困难。因此，人们在结构 设计的方案阶段进行初步探索比较或对设 计理论和计算方法进行科学研究时，可以 采用按原型结构缩小的模型进行试验。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(2) 现场试验
与室内试验相比由于客观环境条件的影响 ，使用高精度的仪器设备来进行观测受到 了一定的限制，相对来看，进行试验的方 法也比较简单，所以试验精度和准确度较 差。
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一、绪论
1. 结构试验的任务
土木工程结构试验的任务是以土木工程结构为研究对象，通过加载技术对研 究对象施加各种作用，借助测试技术对结构物受作用后的性能进行观测。通 过对测量数据的分析，如变形、应变、温度、振幅、频率、裂缝宽度等，从 强度（稳定）、刚度、抗裂性以及结构实际破坏形态来判明结构的实际工作 性能，评估结构的承载能力，确定结构对使用要求的符合程度。通过结构实 验检验并发展结构计算理论。
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三、结构试验加载方法与设备
2. 静力加载方法
2.1 重力加载 2.1.1 重力直接加载法 2.1.2 杠杆加载法
2.2 机械机具加载
2.3 液压加载
2.4 气压加载
※本节具体内容参看教材
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三、结构试验加载方法与设备
3. 动力加载方法
3.1 冲击力加载 3.1.1 初位移加载法 3.1.2 初速度加载法
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(1)静力试验
静力试验是结构试验中最大量最常见的基 本试验，因为大部分建筑结构在工作时所 承受的是静力荷载，一般可以通过重力或 各种类型的加载设备来实现和满足加载要 求。静力试验的加载过程是从零开始逐步 递增一直到结构破坏为止，也就是在一个 不长的时间段内完成试验加载的全过程， 我们称它为结构静力单调加载试验。
3.2 离心力加载（了解）
※本节具体内容参看教材
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三、结构试验加载方法与设备
4. 荷载支承装置
试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构受力和边界条
件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。
支座 结构试验中的支座是支承结构、正 确传递作用力和模拟实际荷载图式 的设备，通常由支座和支墩组成。 支座按作用方式不同有滚动铰支座 、固定铰支座、球铰支座和刀口支 座（固定铰支座的一种特定形式） 几种。
b.制订结构设计规范和标准。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(1) 原型试验
原型试验的试验对象是实际结构或是按实 物结构足尺复制的结构或构件。
对于实际结构试验一般均用于生产鉴定性 试验。例如核电站安全壳加压整体性的试 验，工业厂房结构的刚度试验、楼盖承载 能力试验以及桥梁在移动荷载下的动力特 性试验等均在实际结构上加载量测
现场试验多数用以解决生产鉴定性的问题 ，所以试验是在生产和施工现场进行的， 有时研究或检验的对象就是已经使用或将 要使用的结构物，它可以获得近乎完全实 际工作状态下的数据资料。
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二、结构试验的基本原理
1. 结构试验设计基本原则
1.1 真实模拟结构所处的环境和结构所受到的荷载 1.2 消除次要因素影响 1.3 将结构反应视为随机变量 1.4 合理选择试验参数 1.5 统一测试方法和评价标准 1.6 降低试验成本和提高试验效率
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(2)长期荷载试验
对于研究结构在长期荷载作用下的性能， 如混凝土结构的徐变，预应力结构中钢筋 的松弛，钢筋混凝土受弯构件裂缝的开展 与刚度退化等就必须要进行静力荷载的长 期试验。这种长期荷载试验也可称为持久 试验，它将连续进行几个月或甚至于数年 ，通过试验以获得结构的变形随时间变化 的规律
由于可以获得良好的工作条件，可以应用 精密和灵敏的仪器设备进行试验，具有较 高的准确度。甚至可以人为的创造一个适 宜的工作环境，以减少或消除各种不利因 素对试验的影响，所以适宜于进行研究性 试验。
这样有可能突出研究的主要方面，而消除 一些对试验结构实际工作有影响的次要因 素。
这种试验可以在原型结构上进行，也可以 采用模型试验，并可以将结构一直试验到 破坏。尤其近年来发展足尺结构的整体试 验，大型试验室为之提供了比较理想的条 件。
静力试验的最大优点是加载设备相对来说 比较简单，荷载可以逐步施加，还可以停 下来仔细观测结构变形的发展，给人们以 最明确和清晰的破坏概念。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(2)动力试验
对于那些在实际工作中主要承受动力作用 的结构或构件，为了了解结构在动力荷载 作用下的工作性能，一般要进行结构动力 试验，通过动力加载设备直接对结构构件 施加动力荷载。
随加载时间、外界环境和结构的变形而变化； (3)荷载分级的分度值要满足试验量测的精度要求，加载设备要有足够的强度
储备； (4)加载装置本身要安全可靠，不仅要满足强度要求，还必须按变形条件来控
制加载装置的设计，即尚必须满足刚度要求。防止对试件产生卸荷作用 而减轻了结构实际承担的荷载； (5)加载设备必须操作方便，便于加载和卸载，并能控制加载速度，又能适应 同步加载或先后加载的不同要求。 (6)加载设备要力求采用现代化先进技术，减轻劳动强度，提高检测质量。
测量方法 直接测量法
用一个事先按标准量分度的测量仪表对某一被测量进行直接测定，从而 得出该量的数值。是工程结构试验中应用最广泛的一种方法。
间测量法
不直接测量待测量，而是对于待求量有确切函数关系的其他物理量进行 测量，然后通过函数关系求得待求量。
偏位测定法（接触式位移计） 零位测定法（天平秤）
b.对已建结构进行可靠性检验，以推断和 估计结构剩余寿命。
c.工程改建和加固，通过试验来判断具体 结构的实际承载能力。
d.处理受灾结构和工程质量事故，通过试 验鉴定提供技术依据。
e.鉴定预制构件的产品质量。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(1) 生产鉴定性试验
具有直接的生产目的。以实际建筑物或 结构构件为试验鉴定对象，经过试验对具 体结构构件作出正确的技术结论
这类试验常用来解决一下有关问题：
a.综合鉴定重要工程和建筑的设计与施工 质量。
直接作用分类
结构试验除极少数是在实际荷载下实测外，绝大多数是在模拟荷载条件下进 行的。
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三、结构试验加载方法与设备
1. 概述
1.2 加载要求 在选择试验荷载和加载方法时，应满足下列几点要求： (1)选用试验荷载的图式应与结构设计计算的荷载图式所产生的内力值相一致
或基本接近； (2)荷载传力方式和作用点明确，产生的荷载数值稳定，特别是静力荷载要不
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(1)短期荷载试验
限于试验条件、时间和基于解决问题的步 骤，我们不得不大量采用短期荷载试验， 即荷载从零开始施加到最后结构破坏或到 某阶段进行卸荷的时间总和只有几十分钟 ，几小时或者几天。
结构的疲劳试验，则整个加载过程也仅在 几天内完成，与实际工作有一定差别。
模型是仿照原型（真实结构）并按照一定 比例关系复制而成的试验代表物，它具有 实际结构的全部或部分特征。设计制作及 试验是根据相似理论，用适当的比例和相 似材料制成与原型几何相似的试验对象， 在模型上施加相似力系（或称比例荷载） ，使模型受力后重演原型结构的实际工作 ，最后按照相似理论由模型试验结果推算 实际结构的工作。目前在试验室内进行的 大量结构试验均属于这一类。